Bei der Kernfusion geht es um die Verschmelzung leichter Atomkerne zu einem schwereren Kern, der jedoch weniger wiegt, als die Summe der beiden leichten Atomkerne. Entsprechend Einsteins berühmter Formel E=mc² ist der Unterschied in der Masse als Energie freigeworden. Diese Energie kann man nutzbar machen um z.B. eine Turbine anzutreiben und so Strom zu erzeugen.
Eine Herausforderung bei der Kernfusion ist die Turbulenz, welche für Verlustprozesse sorgt. Um diese Prozesse zu verstehen und dann zu kontrollieren, sind umfassende Vergleichsarbeiten von großen Experimenten mit entsprechenden numerischen Tools essentiell. In einer neuen Studie wurden Experimente an dem Fusionsexperiment ASDEX Upgrade am Max Planck Institut für Plasmaphysik in Garching mit Simulationen des am selben Instituts entwickelten Codes GENE verglichen.
Eine entscheidende Rolle kommt bei einem solchen Vergleich der Diagnostik zu. Im Experiment werden Mikrowellen ins Plasma gestrahlt und an turbulenten Strukturen gestreut und reflektiert. Eine Analyse der reflektierten Mikrowelle erlaubt Rückschlüsse auf die Turbulenz. Ein quantitativer Vergleich mit Simulationen ist nur möglich, wenn man die Simulationen mit einer dem Experiment entsprechenden Diagnostik untersucht. Dr. Carsten Lechte von IGVP entwickelte einen solchen Code, IPF-FD3D, welcher Mikrowellen in das vom Turbulenz-Code GENE erzeugte Plasma strahlt und dann die reflektierten Mikrowellen untersucht, genau wie im Experiment. Dieser Code ermöglichte Vergleiche in einem bisher nicht erreichtem Maße von Turbulenz in ASDEX Upgrade mit Turbulenz von GENE erzeugt. Die Ergebnisse sind in nun Nature Communications veröffentlicht und erlauben ein besseres Verständnis zur Kontrolle der Turbulenz und sind damit ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu einem Fusionskraftwerk.
